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1、?单片机原理及应用A?课程教学大纲课程代码：0806331045课程名称：单片机原理及应用A英文名称：Principles & Applications of Single-chip Microprocessor A总 学 时：56 讲课学时：44 实验学时12 上机学时：0 课外学时：0学 分：适用对象：机械设计制造及其自动化专业数控加工与维修专业方向先修课程：电工技术、电子技术、C语言程序设计。一、课程性质、目的与根本任务单片机原理及应用课程是机械设计制造及其自动化专业数控加工与维修专业方向的一门重要的专业根底课。通过本课程的学习，使学生掌握单片机应用技术，学会智能化设备的设计方法，为学习
2、后续课程与专业技术工作打下根底。单片机技术是整个电子产品的数字化、智能化的进程中的核心，由它构成的嵌入式系统是整个社会信息化的重要组成局部。该课程的内容融合了计算机的硬件与软件的最底层的局部。它的先修课程是计算机文化根底、电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、C语言程序设计，它的后续课程是PLC控制、机床加工及维修等。由于它密切涉及硬件与软件，直接面向控制器的底层控制，实践环节至关重要，所以该课程的难度与深度都比拟突出。设置本课程的目的是让学生学习与掌握单片机的系统构造、指令系统、程序设计方法、系统扩展方法、接口应用技术与开展现状。二、教学根本要求 贯彻应用型本科的有关教学文件精神，及我校的“
3、学以致用的办学理念，在具体内容讲述中突出重点与难点，并将理论知识融合到单片机开发实例中，使学生到达如下要求：1、知识要求：通过该课程学习，使学生掌握单片机的功能构造与工作原理、寻址方式、指令系统、汇编语言程序设计、单片机系统的扩展、接口技术。2、素质要求：通过该课程学习，培养学生的工程观念与标准意识，使学生建立起完整的单片机应用系统的概念；鼓励学生勤奋学习，要有进取精神；使学生确立严谨的工作特点与踏实的工作作风。3、能力要求：通过该课程学习，使学生能够设计简单的单片机应用系统，能够编写对常用外围芯片控制的程序。三、教学内容及要求1绪论 教学内容：数制与编码；带符号数的表示；电子计算机的开展概述
4、；单片机的开展过程及产品近况；单片机的特点及应用领域；单片机应用系统开发简介。教学要求：掌握：数制与编码；带符号数的表示。了解：微机的硬件系统，单片机的的概念、特点、开展及应用领域，典型单片机系列的根本情况。 280C51的构造与原理教学内容：80C51的根本构造与应用模式；80C51典型产品资源配置与引脚封装；80C51内部构造；80C51的存储器组织；80C51的并行口构造与操作。 教学要求：掌握：MCS-51单片机的工作原理、MCS-51单片机存储器构造的构造及存储器配置。 MCS-51单片机芯片的内部组成、引脚及功能。理解：单片机时钟电路、CPU的时序、复位电路、输入/输出端口构造与工
5、作原理。 380C51的指令系统 教学内容：指令格式及常用符号；80C51寻址方式；数据传送指令；算术运算类指令；逻辑运算与循环类指令；控制转移类指令；位操作类指令。 教学要求：熟练掌握：MOV、MOVX、INC、ANL、ADD等常用指令的功能与使用方法。掌握：MCS-51单片机寻址方式。理解：常用指令的特点。了解：所有指令的功能。 480C51的程序设计 教学内容：程序编制的方法与技巧；源程序的编辑与汇编；根本程序构造；常用程序举例。 教学要求：熟练掌握：分支程序、循环程序、查表程序与子程序等程序构造的设计。掌握：延时循环、数制转换、加减法等常用程序的设计。了解：汇编语言源程序的格式及伪指令
6、。 580C51的中断系统及定时/计数器 教学内容： 80C51的中断系统；80C51的中断处理过程；80C51的定时/计数器。 教学要求：熟练掌握：中断设计、定时器/计数器的应用。掌握：计算机中断的概念，MCS-51单片机中断系统的构造，中断源，中断特殊功能存放器，中断响应过程，定时/计数器的功能与使用方法，定时器/计数控制存放器。理解：中断构造，MCS-51单片机定时器的与工作原理。 680C51的串行口 教学内容： 计算机串行通信根底；80C51的串行口；80C51单片机串口应用举例。 教学要求：熟练掌握：方式1的设置，及其在双机串行通信中的应用。掌握：串行通信方式、串行口构造与工作原理
7、。了解：通信的根本概念，波特率设计等。780C51的系统扩展 教学内容： 存储器的扩展；输入/输出及其控制方式；并行接口的扩展；显示器及键盘接口。 教学要求：熟练掌握： LED静态显示、动态显示电路设计、静态显示程序设计，芯片地址的计算。掌握：简单I/O扩展方法、并行I/O口的直接使用方法及8255并行I/O口的使用方法。RAM等常用芯片连接方法，程序存储器、数据存储器的扩展方法。独立式按键、行列式键盘的电路设计、工作原理、与单片机的接口及键输入程序的设计，LCD显示器接口及显示程序原理。了解：I/接口的概念、I/O口编址技术。有关的接口芯片，MCS-51单片机系统扩展的根本原理。 880C5
8、1的测控接口 教学内容：掌握：D/A转换器原理及技术指标；DAC0832的应用；A/D转换器原理及技术指标；ADC0809的应用；开关量的介绍；开关量常用输入信号调理电路与输出驱动电路。 教学要求：掌握：ADC0801、ADC0809等常用芯片的内部构造、工作原理、外部连接，单片机与上述ADC的接口电路设计与数据采集程序的设计。开关量输入信号调理电路。了解：模拟信号输入极性变换双极性方法、模拟信号的多路输入及采样保持器在ADC应用中的实用技术，能根据要求设计实用电路及编制相关程序。 980C51应用系统设计方法 教学内容：设计测控系统的一般过程及考前须知；数据采集系统的设计；模拟输入通道的组成
9、；单片机数字程序控制系统实例。 教学要求： 掌握：测控系统的特点，单片机开发系统组成、特点、功能与使用。了解：单片机的典型应用系统的组成特点与设计方法。四、实践环节一实验课实验系统认识及典型程序验证实验；数据转换程序实验；定时中断实验；键盘扫描与数码管显示实验；单片机串行口通讯实验；二课程设计目的是对学生所学的理论课进展一次综合的全面的实际训练，是全面掌握本课程的重要步骤。时间2周。选题如下：1接口技术，如：时钟显示程序时、分、秒。2中断系统应用，如：AT89C51与PC机通信设计硬件接口。3系统扩展，如：设置数字键、功能键扫描键盘。五、课外习题及课程讨论课外习题可根据课时，灵活布置。教师可根
10、据实际教学进程、教学内容、学时的实际情况，选择一些实际应用的电路作为课后思考题。目的是加深学生，对教学内容的综合应用，培养他们用所学内容解决实际问题的思路。六、教学方法与手段以课堂讲授为主，实训为辅，理论与实践相结合。讲授方法应以实例贯穿始终。学生要在理解课堂内容的根底上，重在应用，多练多应用。七、 各教学环节学时分配章节(或内容)讲课习题课讨论课实验上机其它合计 80C51的构造与原理66 80C51的指令系统66 80C51的程序设计448 80C51的中断系统及定时/计数器628 80C51的串行口426 80C51的系统扩展6410 80C51的测控接口66 80C51系统应用66合
11、计441256八、考核方式本课程为考试课，期末考试采用闭卷笔试形式。学生的课程成绩按百分制评分，由平时成绩占30与期末考试成绩占70两局部构成。平时成绩由实验成绩占15%及出勤率、作业、学习主动性等占15组成。九、推荐教材与教学参考书教 材：?单片机原理及应用技术?苏家健等编著 ，高等教育出版社，2004年。 参考书：?经典智能电路300例?任致程编著， 机械工业出版社，2004 年。 ?新型电子电路应用实例?何希才编著，科学出版社， 2005年。 ?流行单片机实用子程序及应用实例?，杨振江等编著，西安电子科技大学出版社，2002年。十、说明1.本大纲规定的总学时数为最少学时数。2.本课程先修
12、课有为?模拟电子技术?、?数字电子技术?等，希望该课程在八位锁存器、译码器、D/A与A/D等芯片介绍有侧重点，方便今后在外围电路内容上互相配合。3.对于串口通信、测控接口、系统设计应该更多的结合实际系统，最好能够运用多媒体教学在一些单片机网页上实地讲解。4在学校条件许可的情况下，本课程应尽力开发实用的外围电路，让学生更好的了解单片机的工作情况，以改良教学方法，提高教学质量。大纲制订人： 胥保春 大纲审定人： 汪木兰 制订日期：2021年7月?单片机原理及应用A?课程实验教学大纲一、实验教学目标与根本要求要求对单片机芯片的工作原理、根本构造、片内外存储器、汇编语言程序设计、开发环境及其使用方法、
13、单片机实际应用系统的开发等有所了解。能够熟练使用一些常用的指令。要求学生了解一些常用芯片的工作原理及与之有关的外围电路设计。通过实验课的学习，能够懂得单片机在一些智能设备或仪器中的作用，了解其与外围电路结合后的工作原理。二、本实验课程的根本理论与实验技术知识单片机是微控制器的典型代表，被广泛应用于控制系统中，是了解数字设备的切入点。本实验属专业根底实验课，在实验过程中，注意掌握模电与数电的根本理论、根本知识与电工的技能，为将来工作打下根底。三、实验方法、特点与根本要求1、根本实验正确使用常见的仪器、仪表，训练学生根本的实验技能，掌握根本的模电与数电及相关的知识点，能够利用微控制器的工作原理正确
14、理解实验中的任务。验证所学的科学知识、加深与稳固对所学知识的认识与了解。2、综合性实验在已具备根本实验技能的前提下，布置综合性实验。在讲解完测控接口后，可以设置综合性实验。综合性实验反映在外围电路与内部指令中，是对以前所学知识的有机运用，能够加深学生的理解。能否正确理解实验任务也是学生初步掌握微控制器的重要反映。是学生走向自主设计实验的重要桥梁。实验中要注意培养学生查阅文献、理解电路设计、熟练运用仪器设备等方面的能力。四、实验主要仪器设备PC机，仿真器，实验箱，实验板等。五、实验工程的设置与内容提要序号实验工程内 容 提 要实验学时实验类型每组人数实验要求1实验系统认识及典型程序验证实验了解软
15、件仿真的操作，熟悉软件内部根本设置。正确理解仿真软件内部构造与真实构造的关系。2演示1必做2数据转换程序实验掌握经常使用与简单的程序构造，养成书写程序的好习惯。2验证1必做3定时中断实验综合定时计数与中断的知识点，掌握定时计数器的工作原理与中断在系统设计中的运用2验证1必做4键盘扫描与数码管显示实验掌握8255的使用方法，能够应用对外围输入与输出设备，理解可编程芯片的在外围电路中的应用方法。4综合1必做5单片机串行口通讯实验掌握单片机的串行通信的工作方式1；掌握单片机的单机通信的设置。2验证1必做六、实验报告要求根据要求提交实验报告。实验报告由实验目的、实验内容、程序内容、实验小结及数据记录组成。七、考核方式与成绩评定标准实验成绩：出勤10%、操作50%、报告40%。八、教材及主要参考资料教 材： 单片机原理及应用实验指导书，屈 波等编写，讲义，2021年。参考书：?单片机原理及接口技术实验?，朱定华编著，清华大学出版社，2002年。九、其他说明在实验中任课教师应当参与实验的指导。如果有条件可以由学生自主设计实验。大纲制订人：胥保春 大纲审定人：汪木兰 制订日期：2021年7月第 8 页